Question

Какая масса азота потребуется для получения 56 л аммиака, учитывая, что потеря составит 45% производства

Answer 1

N2 + 3H2 = 2NH3

V (аммиака теорет.) = 56:0,45 = 124,4л 
н аммиака = 124,4/22,4 = 5,56 моль
н азота = 5,56/2 = 2,78 моль.
м азота = 2,78*28 = 77,78 г.

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте сначала рассмотрим, как формируется аммиак (NH₃) из азота (N₂) и водорода (H₂) по уравнению реакции:

\[ N₂ + 3H₂ \rightarrow 2NH₃ \]

Из уравнения видно, что 1 моль азота (N₂) реагирует с 3 молями водорода (H₂), образуя 2 моли аммиака (NH₃).

Теперь у нас есть 56 л аммиака. Поскольку аммиак (NH₃) - это газ, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое гласит, что 1 моль газа занимает при стандартных условиях (0 °C и 1 атм) объем примерно 22,4 литра. Таким образом, 56 литров аммиака можно перевести в моли:

\[ \frac{56\,л\,NH₃}{22,4\,л/моль} \approx 2,5\,моль\,NH₃ \]

Теперь, учитывая, что потери составляют 45%, нам нужно учесть это в расчетах. Если потери составляют 45%, то фактическая продукция аммиака будет равна 55% от исходного количества. Таким образом, фактический объем аммиака будет:

\[ 2,5\,моль \times 0,55 \approx 1,375\,моль\,NH₃ \]

Теперь, с учетом уравнения реакции, мы видим, что каждый моль аммиака соответствует 1 моли азота (N₂). Таким образом, масса азота будет равна молекулярной массе азота умноженной на количество молей:

\[ \text{Масса азота} = 1,375\,моль \times \text{молекулярная масса азота} \]

Молекулярная масса азота (N₂) примерно равна \( 2 \times \text{молекулярная масса атома азота} \), где молекулярная масса атома азота примерно равна 14 г/моль.

\[ \text{Масса азота} = 1,375\,моль \times (2 \times 14\,г/моль) \]

\[ \text{Масса азота} \approx 1,375\,моль \times 28\,г/моль \]

\[ \text{Масса азота} \approx 38,5\,г \]

Таким образом, для получения 56 л аммиака с учетом 45% потерь, потребуется примерно 38,5 г азота.